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作为一种具有良好生物相容性的冷冻保护剂,海藻糖有望替代传统的冷冻保护剂甘油,用于红细胞的冷冻保存,但海藻糖的非膜渗透性限制了其应用。本文分别制备了苯乙胺（PEA）、3,4-二甲氧基苯乙胺（DMPEA）和正十二胺（DDA）接枝改性的三种γ-聚谷氨酸（PGA）产物,疏水改性产物能显著提高海藻糖的负载量,进而提高红细胞的冷冻存活率。透射电镜和动态光散射等测试结果表明,疏水改性的PGA可在p H值为6.0～7.4的PBS中自组装成纳米粒子,其中γ-聚谷氨酸-g-苯乙胺（PGA-g-PEA）和γ-聚谷氨酸-g-3,4-二甲氧基苯乙胺（PGA-g-DMPEA）自组装的纳米粒子在10 nm以内,γ-聚谷氨酸-g-十二胺（PGA-g-DDA）自组装成的纳米粒子在10～70 nm之间。溶血实验、原子力显微镜和5-氨基荧光素标记改性PGA等实验证明了三种改性PGA与红细胞膜之间存在一定的膜扰动作用,而海藻糖负载量测试和红细胞流式实验表明,改性PGA与红细胞膜之间的扰动作用可以有效促进海藻糖载入红细胞。在三种改性PGA中,PGA-g-PEA效果最为突出,在p H值为7.4时,使得绵羊红细胞内海藻糖载入量增加至11.3±2.4 m M,远高于只有海藻糖时的0.17±0.66 m M。通过分子动力学模拟分析,进一步证实了三种改性PGA可能通过氢键、静电力及范德华力对红细胞膜产生扰动作用,进而在红细胞膜上产生凹陷或瞬时介孔,来增加红细胞膜的渗透性。使用1.0 mg·m L-1 PGA-g-PEA和0.36 M海藻糖,可将绵羊红细胞的冷冻存活率提高至～90%。L929成纤维细胞体外细胞毒性实验显示,PGA-g-PEA具有良好的生物相容性。因此,PGA-g-PEA在红细胞的无甘油冻存方面具有应用前景,并有望应用于相关生物大分子的胞内递送。